Jak správně vést elektrodu při svařování?

Svařování je dnes hojně využíváno nejen v průmyslu, ale i v jiných oblastech. S jeho pomocí je možné pevně spojovat kovové prvky dohromady. V tomto článku vám řekneme vše o svařování elektrodami.

Co je to?

Svařování elektrodou má oproti stejným metodám MIG/MAG a TIG četné výhody. V zásadě lze pomocí elektrodového svařování svařovat téměř všechny kovy. Je široce používán v organizaci a výstavbě potrubí. Ruční oblouk zohledňuje typ švu a jeho polohu v rovině, bez ohledu na to, zda se jedná o nadzemní konstrukci nebo svisle stoupající švy.

Svářečka při procesu nepoužívá ochranný plyn a může bez problémů pracovat venku i za nepříznivých povětrnostních podmínek, jako je vítr nebo déšť. Princip elektrodového svařování spočívá v přímém kontaktu mezi tyčovou elektrodou a obrobkem. Během provozu se vytvoří oblouk. Vzniklý zkrat, ke kterému dojde na zlomek vteřiny mezi oběma póly, otevře stejnosměrný proud. Mezi dvěma prvky hoří oblouk, který vytváří potřebné teplo v prostoru potřebném k roztavení kovu.

Ruční obloukové svařování vyžaduje nízké napětí a vysoký proud. Systém převádí dostupné napětí na výrazně nižší napětí potřebné pro provoz. Zároveň poskytuje potřebnou sílu, která navíc umožňuje regulovat zdroj energie. Při ručním obloukovém svařování kovů je proud nejdůležitějším parametrem pro zajištění kvality spojů. Proto by měl zůstat pokud možno konstantní, i když se délka oblouku mění.

Aby mohl vzniknout oblouk, musí se přerušit obvod mezi elektrodou a obrobkem. Při ručním obloukovém svařování k tomu dochází kontaktním nebo dotykovým zapálením. Svářeč nasměruje elektrodu k obrobku a kontakt s uzemňovacím kabelem tvoří uzavřený okruh. Zvednutím tyčové elektrody se obvod přeruší, dojde ke zkratu – oblouk začne hořet.

Klíčové vlastnosti

Obloukové svařování je proces tavného svařování, při kterém se teplo potřebné k roztavení kovu získává z elektrického oblouku vytvořeného mezi základním kovem a elektrodou. Míry spotřeby pro svářečské práce jsou uvedeny v tabulkách. Elektrický oblouk se vytvoří, když se dva vodiče dotknou a jsou poté odděleny malou mezerou 2 až 4 mm, takže proud dále protéká vzduchem. Teplota vytvářená elektrickým obloukem je mezi 4000 a 6000 C.

Práce využívá kovovou elektrodu, která dodává přídavný kov. Může být dodatečně zakryta nebo vystavena. Obloukové svařování využívá stejnosměrný i střídavý proud. Střídavý proud se získává ze snižujícího transformátoru, který ho odebírá z hlavního zdroje energie od 220 do 440 voltů a snižuje na požadované napětí, tj. 80 až 100 voltů.

Stejnosměrný proud pro oblouk je obvykle získáván z generátoru poháněného buď elektrickým nebo dieselovým motorem. Napětí naprázdno potřebné k udržení oblouku je od 60 do 80 voltů, v uzavřeném obvodu je 15 až 25 voltů. K výrobě oblouku se používá stejnosměrný i střídavý proud. Obojí má své výhody a uplatnění. Svařovací stroj získává energii z motoru nebo generátoru a někdy z polovodičového usměrňovače.

Když se pro svařování používá DC, jsou k dispozici následující dva typy polarity:

• přímý nebo pozitivní;
• reverzní nebo negativní.

Při přímé polaritě je asi 67 % tepla distribuováno do kovu a 33 % do elektrody. Často se používá tam, kde je potřeba více tepla. Může to být železo nebo ocel. Při obrácené polaritě se asi 67 % tepla uvolní elektrodě a pouze 33 % při práci s materiálem. Používá se při práci s tenkými plechy z hliníku, mosazi, bronzu a niklu. Uvažovaná metoda svařování, jako každá technologie, má své výhody a nevýhody.

Mezi výhody lze rozlišit:

• malá topná zóna, a proto je deformace minimální;
• kvalita připojení je na vysoké úrovni;
• vysoká rychlost vytváření svaru;
• nízké mzdové náklady na následné zpracování švu;
• používá se s velkým množstvím kovů.

Nevýhody:

• obtížné pracovat ve větrných podmínkách;
• před svařováním je nutné pečlivě připravit povrch;
• za zónou tepelného zpracování zůstává stopa, kterou je pak třeba dále čistit.

Сферы применения

Svařování elektrodou se používá ke spojování výrobků z téměř jakéhokoli kovu, včetně titanu. Používá se při opravách karoserie nebo tlumiče výfuku a prahů. Někdy při svařování měděných drátů. Tato metoda je zvláště nepostradatelná v průmyslu, když se musíte vypořádat s tenkými obrobky. Tato technologie se stále více využívá při výrobě kosmických lodí a jízdních kol. Bez svařování elektrodami se při organizaci potrubí bez ohledu na jeho průměr neobejdete. Svařování elektrodou lze také použít pro opravy nástrojů a dílů vyrobených z hliníku nebo hořčíku.

Právě proto, že kov je přímo přenášen elektrickým obloukem, lze použít širokou škálu přídavných kovů. Žádná jiná dnes dostupná metoda takové schopnosti neprokazuje. Během procesu zahřívání se chrom odpařuje, ale při použití GTAW se to nestane. V tomto konkrétním případě mají elektroda a kov podobné chemické složení, takže šev je nejen pevný, ale také obzvláště odolný vůči korozi.

Svařování elektrodou se dokonce používá při svařování nádob s jaderným palivem před tím, než mají být zakopány.

Co je potřeba?

Ke svařování elektrodou budete potřebovat svářečku, grafitovou nebo wolframovou elektrodu, elektrický držák a další příslušenství. Instalace obvykle pracuje s napájením 50-60 Hertzů. Účinnost svařovacího transformátoru se pohybuje od 80 do 85 %. Spotřeba energie na kilogram uloženého kovu je od 3 do 4 kWh.

Můžete použít zařízení invertorového typu bez plynu se střídavým proudem a 3mm elektrodou. Je lepší předem vypočítat tloušťku drátu, který může být tavný nebo netavný, na základě průměru. Funkce držáku elektrody je držet ji v požadovaném úhlu při vytváření švu nebo v poloze vleže.

Další použité kabely a vodiče musí být vyrobeny z mědi nebo hliníku. Jsou vyrobeny z velkého množství tenkých drátů vzájemně propletených. Právě tento design poskytuje potřebnou flexibilitu a pevnost.

Vodiče jsou izolovány pryžovým nebo zesíleným vláknem. Funkcí kabelových konektorů je propojení spínače a držáku elektrody. Konektory jsou navrženy podle aktuální kapacity použitých kabelů.

Sbíječka bude potřeba, když bude nutné odstranit strusku po vytvrzení kovu na svaru. Tato jednotka má tvar dláta a je na jednom konci špičatá. K odstranění částic strusky je také nutný drátěný kartáč, ale po odštípnutí sbíječkou.

Při práci nezapomeňte nosit ochranný oděv. To vyžadují bezpečnostní předpisy. Chrání před horkým kovem, teplem a zářením. Jako ochranný oděv se používá kožená kombinéza, boty, rukavice, brýle nebo maska.

Технология

Pokud chcete dosáhnout kvalitního svaru, pak je třeba technologii dodržet. Můžete se naučit, jak správně vařit, stačí věnovat trochu času zvládnutí této problematiky. Stejnosměrný nebo pulzní proud může být od 5 do 600 A, přičemž rychlost svařování se také mění a pohybuje se v rozmezí od 0.04 do 0.4 m/min. Maximální průměr je 8 mm, minimální je 0.5 mm. Spotřeba ochranného plynu litrů za minutu – od 5 do 20.

Trénink

Nejprve se důkladně očistí kovové části a nanese se odmašťovač. Účinnost a kvalita svarového spoje závisí na správné přípravě hran svařovaných desek. Všechny šupinky, rez, mastnota, barva atd. musí být odstraněny.

Povrch by měl být čištěn mechanicky drátěným kartáčem a poté chemicky tetrachlormethanem. Správný tvar okrajů desky umožňuje získat správné spojení. Tvar hrany může být jednoduchý, ve tvaru V, ve tvaru U, přetvarovaný atd. Výběr závisí na typu a tloušťce svařovaného kovu.

Vhodná elektroda se vloží do držáku elektrody pod úhlem 60-80 stupňů. V dalším kroku budete muset vybrat proud a polaritu. Svařování se provádí tak, že se elektroda dostane do kontaktu s povrchem a poté se odstraní na požadovanou vzdálenost, aby se vytvořil oblouk. Když dojde k oblouku, kov se pod teplotou roztaví, což má za následek kapalný materiál, který vyplní svar. Při svařování je důležité správné vedení a držení elektrody. Někdy je nutná předkalcinace.

Dokonce i začátečník nebude mít žádné potíže s vytvořením dobrého švu vlastníma rukama, pokud podrobně studuje technologii. Pokud se práce provádí dvěma nebo více elektrodami, pak se takové svařování provádí paprskem. Pro stropní švy na kovových výrobcích možná budete potřebovat vertikální držák, který zjednodušuje pracovní proces.

Jiskření

Mezi elektrodou a svařovaným materiálem se vytvoří oblouk. Teplo generované během popsaného procesu taví okraje obou spojovaných prvků a tím i přídavný kov. Manuální metoda vyžaduje, aby byl svářeč řádně kvalifikován. Musíte pracovat oběma rukama najednou, protože jedna obsahuje držák s elektrodou a druhá podává drát.

Dobrý mistr ví, jak důležité je udržovat během procesu krátkou délku oblouku a vyhýbat se kontaktu elektrody s kovem. Pokud je použita metoda TIG AC, pak je oblouk získáván ze zdroje, kterým je generátor. Vytvořená jiskra je vodivé médium, ve kterém proud protéká uvnitř ochranného plynu a elektroda se rozsvítí ve vzdálenosti 1.5 mm.

Tvorba švu

Jakmile se objeví oblouk, začnou práce na vytvoření svaru. V tomto případě bude nutné držák přesunout do středu svařovací zóny, kde velikost kruhu závisí na průměru použité elektrody. Držák se naklání a drží pod úhlem 15 stupňů. Kov je v případě potřeby podáván z plnicí tyče ručně.

Není neobvyklé, že svářeč používá technologii rychlého střídání. Vyznačuje se tím, že v okamžiku vytvoření spoje je potřeba rychle předsunout držák a doplnit přídavný kov. To znamená, že jakmile se elektroda posune dopředu, přidá se kovová tyč. Trvalé setrvání v zóně ochranného plynu však vyžaduje značné zkušenosti, protože to je jediná ochrana proti oxidaci a kontaminaci.

Pokud je tyč použita z kovu s nízkou teplotou tání, například hliníku, měla by být držena dále od oblouku, ale neměla by opouštět oblast, kde je ochranný plyn. Pokud tato podmínka není splněna, drát se roztaví rychleji, než přijde do kontaktu s ošetřovaným povrchem. Když se plánuje dokončení švu, oblouk se postupně snižuje. V tomto případě je možné se vyhnout vzniku trhlin na okrajích švu. Krásné spojení vždy závisí na míře zkušeností a zručnosti svářeče.

Časté chyby

Je velmi důležité správně nastavit svařovací zařízení pro práci, vybrat tloušťku elektrody a vypočítat výkon. Je důležité správně držet zařízení s elektrodou a plnicím drátem. Většina začátečníků nedokáže udržet potřebnou vzdálenost od elektrody k materiálu, v důsledku toho se lepí. Je obtížné pracovat, šev je nerovnoměrný.

Materiály se také lepí, když je nesprávně zvolena tloušťka elektrody nebo je proud příliš silný, když se kov taví rychleji, než se dostane na místo zpracování. Samozřejmě se někdy elektroda přilepí k řemeslníkům, ale to se stává méně často, protože jsou schopni udržet požadovanou vzdálenost, s ohledem na výplňový materiál. Pokud hranu vytvarujete správně, bude práce jednodušší. K dispozici je několik možností.

Náměstí

Používá se, když je tloušťka kovové desky mezi 3 a 5 mm. Obě hrany pro svařování by měly být umístěny ve vzdálenosti 2 až 3 mm od sebe.

ve tvaru V

Používá se při tloušťce plechu od 8 do 16 mm. Obě hrany jsou zkoseny tak, aby svíraly úhel asi 70° až 90.

Používá se pro tloušťky obrobku větší než 16 mm, kde lze svařování provádět oboustranně. Obě hrany jsou zkoseny do dvojitého V.

Jednoduché a dvojité ve tvaru U

Vhodné pro tloušťky větší než 20 mm. Příprava okraje je náročná, ale spojení je dobré. Svar vyžaduje méně přídavného kovu. Další chybou začínajících svářečů je špatně zvolená elektroda. Existují netavící a tavné.

Nekonzumovatelné elektrody

Při svařování se nespotřebovávají, proto dostaly tento název. Vyrábějí se z uhlíku, grafitu nebo wolframu. Uhlíkové elektrody jsou měkčí, zatímco wolfram a grafit jsou tvrdé a křehké. Uhlík a grafit lze použít pouze pro svařování s přímou polaritou.

Tání

Výplňový materiál se roztaví a dodá. Jsou vyrobeny ze stejného kovu, který je třeba svařit.

Spotřební elektrody mohou být následujících dvou typů:

První mají podobu kontinuálního drátu. Měly by být používány pouze s přímou polaritou. Neposkytují stínění roztaveného kovu před atmosférickým kyslíkem a dusíkem. V důsledku toho mají svary vyrobené těmito elektrodami nižší pevnost, nižší tažnost a odolnost proti korozi. V omezené míře se používají k opravám nebo nekvalitním pracím, nejčastěji ke svařování výrobků z tepaného železa a měkké oceli. V moderní praxi se používají velmi zřídka.

Ty mají povlak z tavidla, který je nanesen na celý svařovací drát. Během procesu svařování tavidlo poskytuje ochranu zóny roztaveného kovu před atmosférickým kyslíkem a dusíkem. Toto proudění také zabraňuje tvorbě oxidů a nitridů. Tavidlo chemicky reaguje s oxidy přítomnými v kovu a tvoří nízkoteplotní tavitelnou strusku. Zůstává na svaru, takže jej lze po vytvrzení svaru snadno odstranit. Kvalita svařování obalenou elektrodou je mnohem lepší.

Další video hovoří o svařování elektrodami.